土石混合体分形几何特征与强度演化特征

针对土石混合体的结构性特点,以含石量为20%、30%、40%、50%、60%的土石混合体为研究对象,基于多重分形原理研究多重分形特征,研究分形维数与强度之间的关系。研究表明,土石混合体具有双重分形特征,不同尺度条件下具有不同分形指标,包括块石粒度、土体粒度以及平均粒度等分形维数,与含石量相关。单轴压缩试验表明,抗压强度随含石量增加呈现先增大后减小的趋势,根据单维分形特征,确定最优含石量约为40%。建立了含石量、不同分形维数指标与抗压强度之间的关系,分析了双重因素综合影响下抗压强度的变化特征,确定了含石量与分形维数之间存在最优区域。     

中国东北地区的构造格局与演化:从500Ma到180Ma

中国东北变质基底为由含矽线石榴片麻岩、角闪斜长片麻岩、石墨大理岩和各种长英质片麻岩组成的孔兹岩系。采自额尔古纳、兴安、佳木斯和兴凯地块的矽线石榴片麻岩样品的锆石U-Pb测年均指示高级变质发生在500Ma左右。来自松辽地块古生代沉积物碎屑锆石的证据也表明约500Ma构造岩浆事件的存在。跨越整个中国东北不同地块的泛非期高级变质岩形成了超过1 300km北西向展布的晚泛非期"中国东北孔兹岩带",以顺时针p/T轨迹的孔兹岩带与同期岩浆杂岩共同构成了一巨型的约500Ma前后的造山带,笔者这里命名为"中国东北早古生代造山带"。这证明了中国东北各地块在500Ma之前已经拼合,并与西伯利亚克拉通具有构造亲缘性,曾是晚泛非期(500 Ma)西伯利亚南缘Sayang-Baikal造山带的组成部分。450Ma之后,已经拼合的中国东北地块群从西伯利亚裂解,向南朝现今的中国东北漂移;230Ma前后,东北地块群沿索伦—西拉沐伦—长春缝合带与华北板块碰撞;210～180 Ma,由于太平洋板块的俯冲导致佳木斯地块与西部松辽地块最终拼贴,沿佳木斯—兴凯地块西缘和南缘形成一弧形高压带(包括佳木斯—兴凯地块西缘黑龙江蓝片岩带和佳木斯—兴凯地块南缘长春—延吉带),这里简称"吉林—黑龙江高压变质带",之后东北地区进入了环太平洋构造域演化阶段并持续至今。     

闽北早古生代岛弧火山岩的岩石地球化学特征

作者系统地研究了福建政和早古生代岛弧火山岩的岩石地球化学特征。研究表明该火山岩是以岛弧拉斑玄武岩-钙碱性火山岩组合为特征的岛弧火山岩系列，并具有从拉斑系列向钙碱性系列演化的特征；该火山岩源于亏损地幔，并且受到一定的陆壳物质混染，基性的拉斑玄武质系列受到陆壳物质混染较少，而中性钙碱性系列则受到较大程度混染。     

内蒙古白乃庙铜-金-钼矿床成矿机制——来自流体包裹体和He-Ar同位素的证据

白乃庙铜-金-钼矿是华北板块北缘中段一个重要矿床,其矿化特征既显示斑岩型蚀变特征,同时又表现出明显的后期造山作用改造的特点。本次研究通过系统的流体包裹体显微测温、激光拉曼和气液相色谱分析揭示其成矿流体为中—低温、中低盐度的CO_2(CO)-H_2O-CH_4(C_2H_2+C_2H_4)-NaCl-CaCl_2体系,流体混合作用和CO_2逃逸为成矿主要因素。富还原性流体的存在可能促使气相流体携带大量的Cu、Au等成矿元素迁移至较远点的白乃庙群地层,沿着片理或裂隙沉淀成矿。对不同成矿阶段矿石中黄铁矿的He-Ar同位素组成测试结果显示白乃庙矿床黄铁矿流体包裹体的~3He/~4He比值在0.06~0.71Ra之间,~(40)Ar/~(36)Ar比值为375.5~1436.3,指示成矿体系由不同性质和组成的两个端元流体混合而成,即混入了类似于MORB型地幔端元的高温高盐度流体和富含地壳放射成因氦但具有空气氩同位素组成特征的低温大气降水。白乃庙矿床属受后期造山作用改造的斑岩型铜-金-钼矿床,形成于古亚洲洋板块持续向南俯冲背景。     

海南岛几个重大基础地质问题的探讨

海南岛有无泥盆纪地层？有无加里东运动？有无加里东期花岗岩？历来是大家关注和争论的焦点问题。在１：５万昌江县幅和邦溪幅地质调查研究中,笔者对上述问题进行了探讨,并取得了一些重要进展：首次在海南岛发现珊瑚化石Ｃｙｓｔｏｐｈｒｅｎｔｉｓ ｋａｌａｏｈｏｅｎｓｉｓ Ｙｕ,结合旋回地层学研究主为,在昌江县鸡心－鸡实一带南好组（Ｃ１ｎ）中下部可能存在中晚泥盆世地层;首次发现并圈定了加里东期花岗岩体,时代为３６     

下地壳及壳幔过渡带化学不均一性──河北汉诺坝地区深源捕虏体元素地球化学证据

河北汉诺坝玄武岩中长英质麻粒岩、镁铁质麻粒岩和辉石岩捕虏体的主量元素和微量元素特征,反映了下地壳及壳幔过渡带组成具有高度化学不均一性。不相容元素原始地幔标准化曲线特征的差异表明捕虏体成因复杂。MgO与不相容元素无或仅有很弱的相关性,与相容元素的相关性则相对较明显。这些特征反映了下地壳及壳幔过渡带存在较强和多元的混合作用。捕虏体的加权平均值比基于麻粒岩地体资料估算的下地壳平均组成偏基性,揭示了二者可能的成因差异。     

Re–Os and U–Pb Geochronology of Porphyry and Skarn Types Copper Deposits in Jilin Province,NE China

Jilin Province in NE China lies on the eastern edge of the Xing–Meng Orogenic Belt. Mineral exploration in this area has resulted in the discovery of numerous large, medium, and small sized Cu, Mo, Au, and Co deposits. To better understand the formation and distribution of both the porphyry and skarn types Cu deposits of the region, we examined the geological characteristics of the deposits and applied zircon U–Pb and molybdenite Re–Os isotope dating to constrain the age of the mineralization. The Binghugou Cu deposit yields a zircon U–Pb age for quartz diorite of 128.1 ± 1.6 Ma; the Chang'anpu Cu deposit yields a zircon U–Pb age for granite porphyry of 117.0 ± 1.4 Ma; the Ermi Cu deposit yields a zircon U–Pb age for granite porphyry of 96.8 ± 1.1 Ma; the Tongshan Cu deposit yields molybdenite Re–Os model ages of 128.7 to 130.2 Ma, an isochron age of 129.0 ± 1.6 Ma, and a weighted mean model age of 129.2 ± 0.7 Ma; and the Tianhexing Cu deposit yields molybdenite Re–Os model ages of 113.9 to 115.2 Ma, an isochron age of 114.7 ± 1.2 Ma, and a weighted mean model age of 114.7 ± 0.7 Ma. The new ages, combined with existing geochronology data, show that intense porphyry and skarn types Cu mineralization was coeval with Cretaceous magmatism. The geotectonic processes responsible for the genesis of the Cu mineralization were probably related to lithospheric thinning. By analyzing the accumulated molybdenite Re–Os, zircon U–Pb, and Ar–Ar ages for NE China, it is concluded that the Cu deposits formed during multiple events coinciding with periods of magmatic activity. We have identified five phases of mineralization: early Paleozoic (~476 Ma), late Paleozoic (286.5–273.6 Ma), early Mesozoic (~228.7 Ma), Jurassic (194.8–137.1 Ma), and Cretaceous (131.2–96.8 Ma). Although Cu deposits formed during each phase, most of the Cu mineralization occurred during the Cretaceous.     

基于边坡渐进破坏特征对传统极限平衡法几点假设的合理分析

边坡的渐进破坏特征一直以来是边坡计算仿真中的一个难点。实际边坡的破坏很少是一个整体达到极限状态,突然滑动的过程,往往是逐步发展由局部破坏到最终整体失稳,即临界状态小扰动导致的链式多米洛骨牌式失稳。利用颗粒流软件,设计了0.1 m粒径高10 m土坡的数值模型,粒间黏聚力为36 kPa,摩擦系数为0.36。初始模型在重力作用下不会发生破坏,通过单独折减粒间黏聚力到18 kPa使得边坡破坏,监测竖向颗粒组group的变化获取每20 000个时间步的边坡破坏形态,实现200 000个时间步内边坡的渐进破坏过程。边坡总是从局部开始破坏,坡体物质的运移造成次一级破坏,形成最终的近似弧形的滑动面,说明滑体不是整体下滑,不是刚体,不是整体达到极限状态;坡体内应力的变化也不是单调的,有涨有落,均区别于当前极限平衡法中有限条块的刚体假设;滑动面上同时达到极限状态假设,问题本身是静不定的,通过给出条间力的传递方式使之静定可解;整体分析不能考虑破坏的局部化和渐进特征。这说明边坡计算方法的未来在于能反映动力问题和材料破坏特征的离散元方法。     

大别山碧溪岭地区超高压变质岩构造分析

大比例尺 (1∶10 0 0 0 )构造制图及构造分析表明 ,碧溪岭地区超高压变质岩石含有丰富的构造演化历史记录。同碰撞或挤压组构只保留于榴辉岩及其它超高压变质岩透镜体内部 ,表现为高角度网络状超高压剪切带与弱应变透镜体域规律组合格式。前者由面理或糜棱岩化榴辉岩组成 ,后者由块状榴辉岩及石榴橄榄岩组成。碰撞期后伸展构造表现为区域性的假单斜状 ,内部呈低缓角度的网络状强应变带及所环绕的透镜状弱应变域组合格式 ,强应变带的岩石为由榴辉岩退变成的角闪岩相高压片麻岩及部分熔融形成的含榴花岗岩 ,透镜状弱应变域的岩石为弱角闪相改造的榴辉岩及石榴橄榄岩。不同尺度上同碰撞或挤压组构及碰撞期后伸展组构所显示的这种残斑基质流变学结构样式 ,虽然与先期原岩成分、结构、流变学的不均一性有关 ,但主要是多期递进应变分解作用的结果 ,支持榴辉岩“原地”成因模式。依据构造学证据和可利用的岩石学及同位素年代学资料 ,分析了超高压变质岩石的形成及折返过程 ,指出碧溪岭地区超高压变质岩石是在 2 45～ 2 10Ma形成的 ,碰撞期后伸展作用主要发生在 2 0 0～ 170Ma。在超高压变质岩石向地壳表层折返过程中 ,张扭作用可能有重要功能 ,不支持碧溪岭地区遭受过多期超高压变质作用的推论。     

天然气水合物与传统油气资源共生成藏模式初探

天然气水合物与常规油气资源的成藏在时空上存在密切联系,在一定条件下可以共生成藏。存在泄漏共生、封盖共生和遮盖侧储三种基本的共生成藏模式。泄漏共生模式是先期形成了传统油气藏,而后由于发生油气泄漏并在其上方形成天然气水合物,其特征是在水合物的下方生、储、盖齐备;封盖共生模式则是先在上部形成天然气水合物,同时作为下部传统油气藏的盖层,其特征是水合物之下的传统油气藏具备生、储成藏条件,但缺乏盖层成藏要素;遮盖侧储模式是由于水合物矿藏的遮盖作用,迫使在下部形成的烃类物质向上运移时改道,在旁侧具成藏条件的邻区成藏。实际的地质成藏可能会出现这些基本模式的组合形式。